Welches Nachtsichtgerät ist das richtige?
Die Forschungsarbeit an Geräten, welche das Sehen in der Nacht ermöglichen sollten, begann bereits im Jahr 1926. Diese Technologie fand zuerst in der Militärtechnik Anwendung – die ersten Nachtsichtgeräte, wie der „Vampir“ wurden ab 1944 von der Wehrmacht während des 2. Weltkrieges eingesetzt. Zur Zeit finden Nachtsichtgeräte in allen Armeen der Welt Verwendung. Der technische Fortschritt und der damit einhergehende Preisabfall, führten dazu, dass Nachtsichtgeräte inzwischen auch für den zivilen Markt erhältlich sind. Oft werden sie vom öffentlichen Dienst, Sicherheitsfirmen, von Jägern, als auch Amateuren im Airsoft, Paintball oder Survivalbereich, wo eine Orientierung im Dunkeln unabdingbar ist, benutzt.
Die Funktionsweise von Nachtsichtgeräten
Nachtsichtgeräte sind optotronische Systeme, deren wichtigstes Bauelement die Bildwandlerröhre darstellt. Die Verstärkerröhre ist der Teil des Nachtsichtgerätes, welcher das Restlicht dutzendfach (bis zu 50.000 – fach) verstärkt. Wichtige Anmerkung: Ein Nachtsichtgerät benötigt immer eine gewisse Menge an Restlicht, als Quelle kann hier der Mond, die Sterne, oder selbst zerstreutes Licht von weiter entfernten Ortschaften, bzw. ein an das Nachtsichtgerät angepasster IR-Strahler (die meisten Geräte besitzen eingebaute Infrarotstrahler für kurze Distanzen, sind aber meist mit externen Strahlern mit größerer Leuchtkraft und Einstellungsmöglichkeiten bezüglich der Leuchtintensität und der -kegelgröße kompatibel) , dienen.
Das Restlicht wird durch ein spezielles Linsensystem bestehend aus Konvexlinsen auf eine Photokathode gebündelt. Durch Reflexion gelangt der Photonenstrom zu einer Anode, welche die Lichtteilchen dank des äußeren photoelektrischen Effekts (auch Hallwachs-Effekt genannt) in freie Elektronen wandelt. Diese Elektronen wiederum (eventuell Verstärkt durch eine Mikrokanalplatte) treffen auf einen Fluoresenzschirm. Die dort entstehende Spontane Emission bildet durch den Luminophor auf dem Phosphorschirm ein für das menschliche Auge sichtbare Bild im Okular ab. Die meisten Fluoresenzschirme werden mit grünem Phosphor beschichtet, da die menschliche Farbwahrnehmung im Wellenlängenbereich zwischen 500nm und 560nm die meisten Helligkeits- und Graustufen unterscheiden kann.
Auf was muss beim Benutzen eines Nachtsichtgerätes geachtet werden?
Gegenwärtige Nachtsichtgeräte sind robust und halten mehrere Jahre. Eine richtige Handhabung garantiert mehrere tausend Stunden Betrieb, bevor erste Anzeichen einer Abnutzung der Lampe auftauchen. Dies ist ganz natürlich, da der Phosphor mit der Zeit ausbrennt. Nach Ablauf der vom Hersteller angegebenen Lebensdauer funktioniert das Gerät weiterhin, jedoch erfolgt eine stufenweise Verdunkelung des Bildes im Vergleich zu einem neuen Nachtsichtgerät. Ein sehr wichtiger Aspekt ist die richtige Handhabung. Zu helles Licht sollte möglichst vermieden werden – die Luminophorschicht brennt dadurch viel schneller aus, in Extremfällen kann das Gerät sogar augenblicklich irreparabel beschädigt werden. Eine kurzfristige Beleuchtung verursacht ein stufenweises Ausbrennen der Röhre und eine fortschreitende Verdunkelung des Bildes, mit sich mehrenden dunklen Flecken. Die folgenden Grundregeln sind zu beachten:
- Die Objektivabdeckung sollte Tagsüber nicht abgenommen werden (selbst bei ausgeschalteten Geräten),
- Das Gerät sollte niemals Tagsüber oder bei hellen Lichtverhältnissen ohne Objektivabdeckung eingeschaltet werden,
- Kurzzeitiges anleuchten mit künstlichen Lichtquellen, selbst bei Nacht, ist zu vermeiden. Ein nicht abgedecktes Objektiv sollte nicht auf Scheinwerfer, Taschenlampen oder auf offene Flammen gerichtet werden,
- Trotz integrierter automatischer Helligkeitsregelung (ABC - Automatic Brightness Control) in Geräten ab der 2. Generation ist es ratsam sich dennoch an die o.g. Sicherheitsmaßnahmen zu halten um eventuelle Funktionsmängel zu vermeiden und eine längere Lebensdauer zu erreichen.
Im Nachtsichtbild sind oft kleine schwarze Punkte zu erkennen (sog. Spots). Diese haben keinen Einfluss auf die Bildqualität und sind bei der Produktion unvermeidlich, selbst neue Geräte der höheren Generationen weisen Spots auf.
Wie groß ist die Reichweite des Nachtsichtgerätes?
Die Sichtweite eines Nachtsichtgerätes hängt von vielen Faktoren ab. Der wichtigste von ihnen ist die vorhandene Restlichtmenge, als auch die Umgebungsart und das Umgebungsprofil. Das Nachtsichtgerät wird sich anders bei einer wolkenlosen, sternenklaren als bei einer bewölkten Nacht verhalten. In einem Wald mit verdorrenen Blättern, welche viel Licht absorbieren, wird die Sicht um einiges schlechter ausfallen als auf einer schneebedeckten Lichtung. In absoluter Dunkelheit ist die Reichweite vom IR-Strahler abhängig. Die meisten Geräte besitzen bereits verbaute Infrarotstrahler kurzer Distanz (20-30m). Es ist ebenfalls möglich einen leistungsstärkeren externen IR-Beleuchter anzuschließen. Dies sind im Grunde Taschenlampen welche Licht im NIR-Spektrum (nahes Infrarot) emittieren. Sie besitzen eine Regulierung der Helligkeit als auch des Lichtkegels. Abhängig von den Lichtverhältnissen können diese die Umgebung bis zu 1km ausleuchten.
Per definitionem differenziert man zwischen der Detektionsreichweite, welche angibt aus welcher Entfernung ein Objekt im Okular sichtbar wird und der Identifikationsreichweite, welche wiederum angibt aus welcher Entfernung ein Objekt eindeutig identifiziert werden kann. Natürlich sind beide Reichweiten von der Objektgröße abhängig, es ist zum Beispiel einfacher ein Reh als einen Hasen zu erkennen. Nicht unerheblichen Einfluss hat das verbaute Objektiv und seine Vergrößerung. Auf dem Markt sind Objektive mit bis zu 8-facher Vergrößerung erhältlich. Natürlich hat die Vergrößerung erheblichen Einfluss auf die Sichtweite. Allgemein kann man annehmen, dass bei Normalbedingungen (sternenklare Nacht, offenes Gelände ohne Außenbeleuchtung) die effektive Sichtweite von der Vergrößerung der Optik abhängig ist:
- 1x : 80-100m,
- 3x : 150-200m,
- 5x : 300-350m,
- 8x : Bis 600m.
Die Detailvielfalt und Helligkeit des Bildes hängt von der im expliziten Modell verwendeten Bildwandlerröhre (Generation und Auflösung) ab.
Beim Verwenden eines IR-Strahlers kann man die effektive Reichweite wie folgt bezeichnen:
- integrierter IR-Strahler: 30-50m,
- XLR850: 600-750m,
- XLR850 mit Telekonverter (2x): 1200-1300m,
- IR810W, IR850W: 500-700m.
Was bedeuten die Generationen der Nachtsichtgeräte?
In Abhängigkeit vom verbauten Bildwandler und der verwendeten Technologien können Nachtsichtgeräte in Klassen, sog. Generationen, unterteilt werden. Dies ist eine grobe Aufteilung, welche dennoch präzise voraussagen kann mit welcher Bildqualität zu rechnen ist.
- Generation 1 / 1+ – Die günstigste und beliebteste Nachtsichtgeräteklasse, garantiert ein zum niedrigen Produktionspreis vergleichsweise helles und scharfes Bild. Die in dieser Generation verwendeten Restlichtverstärker verstärken das Restlicht ca. 1000 – 5000-fach. Heute findet man meistens Geräte mit der Bezeichnung 1+, welche eine höhere Auflösung, Empfindlichkeit und eine geringere Verzeichnung aufweisen. Diese Nachtsichtgeräte sind für die meisten weniger anspruchsvollen Anwendungen ausreichend – zum Segeln, für Naturbeobachtungen, Outdoorspiele oder für eine weniger relevante Geländeüberwachung. Der Vorteil dieser Geräte liegt beim niedrigen Einkaufpreis.
- Generation 2 / 2+ – Diese Generation ist ein gewaltiger Qualitätssprung, da zwischen der Fotokathode und der Verstärkerröhre eine Mikrokanalplatte (MCP) verbaut wurde. Die in der Mikrokanalplatte auftretenden physikalischen Phänomene tragen zu einer Multiplikation der freien Elektronen im elektrischen Feld bei. Aufgebaut ist diese aus mit auf beiden Seiten mit Metall überzogenem Bleiglas. In der Platte befinden sich unter einem bestimmten Winkel eingestanzte Löcher. Die beiden Metalllegierungen stehen unter polarisierter Spannung zwischen 100 und 200V, dank der unregelmäßigen Anordnung der Kanäle vervielfacht sich ein Elektron beim Zusammenstoß (3-8 Zusammenstöße) mit der Kanalinnenwand um das 2–4 – Fache. Die Anwendung dieser Lösung ermöglicht um ein vielfach helleres Bild als bei der ersten Generation – sogar bis zu 50.000-fach, das Bild ist zudem wesentlich detailreicher und heller. Der Nachteil besteht in den wesentlich höheren Fabrikationskosten – des weiteren muss ein Bildwandler, welcher das Bild um 180° dreht, verwendet werden. Im Zusammenhang damit unterscheidet man die Generation 2+ mit verbesserten Bildparametern (niedrigeres Signal-Rausch-Verhältnis) und einen geringeren Batterieverbrauch. Aufgrund der höheren Kosten werden diese Nachtsichtgeräte zumeist für professionelle Anwendungen verwendet (Militär, Polizei, Grenzschutz oder Forstbetriebe), bei der Geländeüberwachung wichtiger Gebiete, als auch anderen fordernden Tätigkeiten wie der Jagd.
- Generationen 3 und 4 sind die neusten Generationen von Nachtsichtgeräten. Die 3. Generation unterscheidet sich de facto von der Generation 2/ 2+ nur in der Auflösung und einer längeren Lebensdauer, zwischen diesen beiden Generationen gibt es keinen so gewaltigen Qualitätssprung wie zwischen der 1. und der 2. Die 4. Generation ist praktisch nicht im Gebrauch, da die Lebensdauer sehr gering ist; diese Geräte sind noch in der Entwicklungsphase. Die 4. Generation ist praktisch nicht im Gebrauch, da die Lebensdauer sehr gering ist; diese Geräte sind noch in der Entwicklungsphase.
- CORE™ (Ceramic Optical Ruggedized Engine) - ist eine exklusive technische Entwicklung der Firma Armasight. Der Bildverstärker ist auf Keramikbasis mit den gleichen Metalllegierungen, wie się in der Generation 2 / 2+ verwendet werden, aufgebaut, jedoch besitzt er keine Mikrokanalplatte. Diese Lösung verbindet die Vorteile der 1. Generation, also des niedrigen Preises mit denen der 2. Generation, i.e. der höheren Bildauflösung. Nachtsichtgeräte mit CORE™ zeichnen sich durch einen erhöhten Bildverstärkungsfaktor, einer hohen Empfindlichkeit und einer sehr hohen Auflösung des generierten Bildes aus (die Qualität übersteigt sogar Teils die der 2. Generation). Eliminiert wurden auch die Bildverzeichnungen – Unschärfe und Distorsionen, welche charakteristisch für Geräte der niedrigeren Preisklasse sind. Dank des verwendeten CORE™ - Keramikkerns sind diese Nachtsichtgeräte stoßfester und robuster als jene welche Bauteile auf Glasbasis besitzen.
- Digitale Nachtsichtgeräte – haben ein ganz anderes Funktionsprinzip als die oben besprochenen Modelle. Photokathoden, Verstärkerröhren, und Phosphorschirme sucht man hier vergeblich. Diese Elemente wurden durch einen digitalen CCD – Bildsensor, mit sehr hoher Lichtempfindlichkeit ersetzt. Das Bild des Sensors wird digital verarbeitet und auf einem LCD-Display im Okular angezeigt. Die Qualtät hochwertiger Geräte dieser Klasse schwankt zwischen der der 1. und 2. Generation. Zusätzlich bieten sie Funktionen wie eine Farb-, Kontrast- und Helligkeitsregulierung, oder das Einblenden von Zusatzinformationen, wie z.B. einem Fadenkreuz, auf das Bild, an. Ein gewaltiger Vorteil ist die praktisch unbegrenzte Lebensdauer des Wandlers und die Unempfindlichkeit gegenüber zu Hellem Licht.
Welches Nachtsichtgerät soll ich wählen?
Sowohl Nachtsichtgeräte der Generation 1 / 1+ als auch die der Generation 2 / 2+ können verschiene Bauformen haben. Erhältlich sind Fernrohre, Ferngläser, Nachtsichtbrillen mit Kopf- oder Helmmontage, Nachtsichtzielfernrohre und Objektivvoratz-Nachtsichtgeräte. Bei Einkauf sollte klar sein welche Beschaffenheit das Gerät haben sollte und welche Aspekte von Bedeutung sind.
- Für taktische Anwendugsbereiche, sowohl im Profibereich wie z.B. dem Militär als auch dem Amateurbereich wie z.B. beim Paintball oder ASG werden leichte mo- oder binokulare Nachtsichgeräte mit Kopfhalterung eine gute Lösung darstellen, da bei diesen die Hände frei bleiben können. Damit die Fortbewegung im Gelände möglichst intuitiv verlaufen kann ist es am besten ein Gerät mit 1-facher Vergrößerung und einem möglichst weitem Sichtwinkel zu wählen. Beispiele für solche Geräte sind das modell Fortis Digismart oder PVS-7 der Generation 2+ inklusive Kopfhalterung, Spark oder das Spark-X Binokular mit CORE™ - Technologie, bzw. das Modell Sirius der Generation 2+ (für diese Modelle sind auch zusätzliche Kopf- oder Helmhalterungen erhältlich). Eine sehr gute Lösung ist die Nyx7 Nachtsichtbrille.
- Für die Jagd oder zur Naturbeobachtung eignen sich Ferngläser und Monokulare mit 3 bis 5-facher Vergrüßerung hervorragend. Dies ermöglicht eine bessere Sichtweite mit einem weiten Sichtwinkel. Hierzu werden Geräte der 2. Generation empfohlen. Das Modell Avenger (Optik mit 3-facher Vergrößerung) als auch das Discovery Fernglas (erhältlich sind austauschbare Objektive mit 3, 5, und 8-facher Vergrößerung) stehen hier ihren Mann. Herrvorragend geeignet ist auch Kowa BD 56-12 XD.
- Für Securitymitarbeiter wird sich ein digitales Nachtsichtgerät als nützlich erweisen. Da dieses gegen zu starkes Licht unempfindlich ist, wird es gut im Gelände mit künstlicher Beleuchtung funktionieren. Ein Beispiel für so ein Gerät ist – der Armasight Prime DC 4x.
- Sehr oft wird Nachtsichttechnik für Nachtjagden verwendet. Auf der Waffe angebrachte Nachtzielgeräte werden von Polizei, Militär und anderen Einheiten des öffentlichen Dienstes, als auch bei der Jagd und dem Sportschießen verwendet. Es gibt mehere Optionen bezüglich der Auswahl so eines Gerätes. Am ehesten zu Empfehlen sind Objektivvorsätze, welche einfach auf das Tageszielfernrohr montiert werden können. Dadurch erspart man sich ein Einschießen und behält die alte Entfernung zwischen Auge und Fernrohr bei. Im Angebot von Armasight befinden sich mannigfaltige Modelle von Vorsatznachtsichtgeräten welche an verschiedene Zielrohre und Entfernungen angepasst werden können:
- CO-mini: 80-120m, empfohlene Vergrößerung der Fernrohrs 4×
- CO-MR, CO-X: 120 - 170m, Fernrohre mit 8- facher Vergrößerung
- CO-LR: 600-900m – Fernrohre mit bis zu 12 -facher Vergrößerung (ebenfalls bis 16-18 – facher Vergrößerung möglich)
- Ein wichtiger Parameter ist die Beständigkeit gegen den Rückstoß. Die untere Tabelle präsentiert welches Kaliber mit welchem Nachtzielgerät zusammenarbeiten kann:
- gen 1+ (WWZ, Orion) - .223 Remington, 1800J
- CORE (Vampire, Spark) - .308 Winchester, 3600J
- gen 2+ (Nemesis, Spear, Sirius) - .308 Winchester, 3600J
- gen 2+ Militärmodelle ( Vulcan, CO-mini, CO-MR, N-14, Nyx-14) - .30-06 Springfield, 3800J
- Wärmebildvorsatzgerät Apollo - .308 Winchester, 3600J
- CO-LR - .50 BMG, 18000J
- Für den Amateurbereich, Wanderungen, Zeltlager oder für nächtliche Beobachtungen reichen einfache und preisgünstige Lösungen völlig aus. Ein Beispiel für so eine Lösung ist das Modell Prime, welches sich durch eine sehr präzise Ausführung, gute Parameter und einer kompakten und wasserdichten Bauform charakterisiert. Erhältlich ist dieses in zwei Ausführungen – mit 3 und 5 – facher Vergrößerung mit einer hochwertigen Glasoptik. Der eingebaute IR-Strahler ermöglicht einen Betrieb unter allen Bedingungen.
Heutzutage kann Jedermann ein Nachtsichtgerät kaufen. Diese Geräte werden immer verfügbarer, und der Markt bietet mannigfaltigste Geräte für fast jeden Kundenwunsch an. Armasight ist eine aus den USA stammende Firma welche durch Experten mit Leidenschaft gegründet wurde. Produkte dieser Marke zeichnen sich durch eine hohe Verarbeitungsqualität und besten Parametern aus. Dank des umfangreichen Fachwissens der Projektanten werden unterschiedlichste Geräte aus einem breiten Produktspektrum angeboten, unter denen jeder das Passende Modell für seine Bedürfnisse finden kann.